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Expliquer les couleurs d'une bulle de savon Problème

Difficulté
15-20 MIN
1 / 3

Lorsqu'un rayon lumineux rencontre la surface extérieure d'une bulle de savon, une partie de la lumière est réfléchie et une autre transmise, comme le montre la figure suivante :

-

La bulle de savon est constituée d'une solution d'indice n, qui dépend de la longueur d'onde \(\displaystyle{\lambda}\) de la radiation incidente et d'épaisseur \(\displaystyle{e = 0,30}\)\(\displaystyle{\mu}\)m.

Le rayon transmis faisant un angle r avec la normale, la différence de marche entre les rayons (2) et (4) :

\(\displaystyle{\delta = 2 .n.e.\cos\left(r\right) + \dfrac{\lambda}{2}}\)

1

Pourquoi les rayons (2) et (4), une fois reçus par un capteur, vont-ils interférer ensemble ?

2

Quelle condition doit vérifier la différence de marche pour que les interférences soient constructives ?

3

Quelle condition doit vérifier la différence de marche pour que les interférences soient destructives ?

4

Pour un angle de réfraction \(\displaystyle{r=60}\)°, quelle est la nature des interférences pour une radiation rouge de longueur d'onde \(\displaystyle{\lambda_R = 800}\) nm et pour une radiation violette de longueur d'onde \(\displaystyle{\lambda_V = 400}\) nm ?

Données : L'indice de réfraction de la solution savonneuse est \(\displaystyle{n_R = 1,33}\) pour les radiations rouges et \(\displaystyle{n_V = 1,34}\) pour les radiations violettes.

5

La couleur observée dépend-elle de l'angle d'incidence ?

6

En déduire une méthode expérimentale pour distinguer la nature d'une couleur pigmentaire ou interférentielle.

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